00 - 基础语法
C 语言核心语法快速回顾，为后续深入学习打基础。
概念速览
C 是什么？ 1972 年诞生的系统编程语言，Unix/Linux/Android 的基石。
为什么学 C？
- Android 内核、驱动、HAL 全是 C
- 理解底层是安全研究的前提
- 其他语言的运行时也是 C 写的
与 Python 的关键区别：
| 特性 | Python | C |
|---|---|---|
| 类型 | 动态 | 静态 |
| 内存 | 自动 GC | 手动管理 |
| 编译 | 解释执行 | 编译为机器码 |
| 速度 | 慢 | 快 |
核心概念
编译流程
源代码 (.c)
↓ 预处理 (cpp)
预处理后代码 (.i)
↓ 编译 (cc1)
汇编代码 (.s)
↓ 汇编 (as)
目标文件 (.o)
↓ 链接 (ld)
可执行文件bash
# 一步完成
gcc hello.c -o hello
# 分步执行
gcc -E hello.c -o hello.i # 预处理
gcc -S hello.i -o hello.s # 编译
gcc -c hello.s -o hello.o # 汇编
gcc hello.o -o hello # 链接为什么 C 需要编译？
对比 Python：
python
# Python: 解释执行
x = 1 + 2 # 运行时才知道 x 是什么类型c
// C: 编译时确定一切
int x = 1 + 2; // 编译器生成直接操作寄存器的代码编译的好处：
- 速度：直接执行机器码，无运行时开销
- 优化：编译器可以做大量优化
- 类型安全：编译期发现类型错误
基础用法
数据类型
c
// 整数类型
char c = 'A'; // 1 byte, -128 ~ 127
short s = 100; // 2 bytes
int i = 42; // 4 bytes (通常)
long l = 100000L; // 4 或 8 bytes (平台相关)
// 浮点类型
float f = 3.14f; // 4 bytes
double d = 3.14159; // 8 bytes
// 无符号
unsigned int ui = 4294967295U; // 0 ~ 4,294,967,295为什么有这么多类型？
C 设计目标是接近硬件，不同类型对应不同寄存器大小：
char: 8 位寄存器int: CPU 最高效的整数大小long: 指针大小（32 位或 64 位）
固定宽度类型 (推荐)
c
#include <stdint.h>
int8_t i8 = -128;
uint8_t u8 = 255;
int32_t i32 = -2147483648;
uint32_t u32 = 4294967295U;
int64_t i64 = -9223372036854775808LL;TIP
在 Android/内核代码中，推荐使用 int32_t 等固定宽度类型，避免跨平台问题。
变量与常量
c
// 变量
int count = 0;
count = 10; // 可修改
// 常量
const int MAX_SIZE = 100;
// MAX_SIZE = 200; // 编译错误！
// 宏常量
#define BUFFER_SIZE 1024const vs #define：
| 特性 | const | #define |
|---|---|---|
| 类型检查 | ✓ | ✗ |
| 调试可见 | ✓ | ✗ |
| 作用域 | 有 | 无 |
控制流
c
// if-else
if (x > 0) {
printf("positive\n");
} else if (x < 0) {
printf("negative\n");
} else {
printf("zero\n");
}
// switch
switch (value) {
case 1:
printf("one\n");
break;
case 2:
case 3: // fall-through
printf("two or three\n");
break;
default:
printf("other\n");
}CAUTION
忘记 break 是常见 bug！会导致意外的 fall-through。
循环
c
// for 循环
for (int i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d\n", i);
}
// while 循环
int i = 0;
while (i < 10) {
printf("%d\n", i);
i++;
}
// do-while (至少执行一次)
do {
printf("执行至少一次\n");
} while (0); // 条件为假，只执行一次函数
c
// 函数定义
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
// 无返回值
void print_hello(void) {
printf("Hello\n");
}
// void 参数表示无参数（C 语言中重要！）
void foo(void); // 不接受参数
void bar(); // 接受任意参数 (危险!)为什么 void 很重要？
c
// 在 C 中 (不是 C++)
void foo() { } // 可以传任意参数
void bar(void) { } // 严格不接受参数
foo(1, 2, 3); // 编译通过！
bar(1, 2, 3); // 编译错误进阶用法
作用域与存储类
c
int global_var = 0; // 全局变量，整个程序可见
static int file_scope = 0; // 静态全局，仅本文件可见
void func(void) {
int local = 0; // 局部变量，栈上
static int persistent = 0; // 静态局部，保持值
persistent++; // 每次调用递增
printf("%d\n", persistent); // 1, 2, 3, ...
}类型转换
c
// 隐式转换 (小 → 大)
int i = 10;
double d = i; // OK, 10.0
// 显式转换 (可能丢失精度)
double pi = 3.14159;
int truncated = (int)pi; // 3
// 危险转换
unsigned int u = -1; // 变成 4294967295！WARNING
有符号与无符号混用是 bug 温床，也是安全漏洞来源。
实战场景
Lab 1: Hello World
c
#include <stdio.h>
int main(void) {
printf("Hello, Android Security!\n");
return 0;
}编译运行：
bash
gcc hello.c -o hello
./helloLab 2: 命令行参数
c
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("参数个数: %d\n", argc);
for (int i = 0; i < argc; i++) {
printf("argv[%d] = %s\n", i, argv[i]);
}
return 0;
}bash
./program arg1 arg2 arg3
# 输出:
# 参数个数: 4
# argv[0] = ./program
# argv[1] = arg1
# argv[2] = arg2
# argv[3] = arg3Lab 3: 简单计算器
c
#include <stdio.h>
int main(void) {
char op;
double a, b, result;
printf("输入表达式 (如 3 + 4): ");
scanf("%lf %c %lf", &a, &op, &b);
switch (op) {
case '+': result = a + b; break;
case '-': result = a - b; break;
case '*': result = a * b; break;
case '/':
if (b != 0) {
result = a / b;
} else {
printf("除零错误!\n");
return 1;
}
break;
default:
printf("未知运算符\n");
return 1;
}
printf("%.2f %c %.2f = %.2f\n", a, op, b, result);
return 0;
}常见陷阱
❌ 陷阱 1: 整数溢出
c
int a = 2147483647; // INT_MAX
int b = a + 1; // 溢出！变成 -2147483648安全问题： 整数溢出是 CVE 常见原因。
❌ 陷阱 2: 有符号/无符号混用
c
unsigned int u = 1;
int s = -1;
if (s < u) {
printf("s < u\n");
} else {
printf("s >= u\n"); // 实际输出这个！
}
// -1 被转换为 unsigned int = 4294967295❌ 陷阱 3: 忘记初始化
c
int x;
printf("%d\n", x); // 未定义行为！可能是任意值❌ 陷阱 4: 数组越界
c
int arr[5];
arr[5] = 0; // 越界！但 C 不检查深入阅读
推荐资源：
- Beej's Guide to C - 最佳入门
- C Programming Language (K&R) - 经典
相关章节：
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下一步
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